#pragma once

#include <iostream>
#include <vector>
#include <semaphore.h>
#include <pthread.h>

using namespace std;

static const int defaultcap = 10;

template <class T>
class RingQueue
{
private:
    void P(sem_t &sem)
    {
        sem_wait(&sem);
    }

    void V(sem_t &sem)
    {
        sem_post(&sem);
    }

    void Lock(pthread_mutex_t& lock)
    {
        pthread_mutex_lock(&lock);
    }

    void Unlock(pthread_mutex_t& lock)
    {
        pthread_mutex_unlock(&lock);
    }

public:
    RingQueue(int cap = defaultcap)
        : _ringqueue(cap), _cap(cap), _c_step(0), _p_step(0)
    {
        sem_init(&_c_sem_data, 0, 0);
        sem_init(&_p_sem_space, 0, _cap);

        pthread_mutex_init(&_c_lock, nullptr);
        pthread_mutex_init(&_p_lock, nullptr);
    }

    void Push(const T &in)
    {
        P(_p_sem_space);

        Lock(_p_lock);
        _ringqueue[_p_step] = in;
        // 位置后移，维持环形特性
        _p_step++;
        _p_step %= _cap;
        Unlock(_p_lock);

        V(_c_sem_data);
    }

    void Pop(T *out)
    {
        P(_c_sem_data);

        Lock(_c_lock);
        *out = _ringqueue[_c_step];
        // 位置后移，维持环形特性
        _c_step++;
        _c_step %= _cap;
        Unlock(_c_lock);

        V(_p_sem_space);
    }

    ~RingQueue()
    {
        sem_destroy(&_c_sem_data);
        sem_destroy(&_p_sem_space);

        pthread_mutex_destroy(&_c_lock);
        pthread_mutex_destroy(&_p_lock);
    }

private:
    vector<T> _ringqueue; // 环形队列
    int _cap;             // 队列容量

    int _c_step; // 消费者下标
    int _p_step; // 生产者下标

    sem_t _c_sem_data;  // 消费者关注的数据资源
    sem_t _p_sem_space; // 生产者关注的空间资源

    pthread_mutex_t _c_lock;
    pthread_mutex_t _p_lock;
};